CN101505476B - 蜂窝通信系统及其小区过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种蜂窝通信系统及其小区过滤方法。所述通信系统包括用户设备和多种基站设备，基站设备包括宏基站、微基站、家庭基站；在宏基站中及家庭基站中建立邻居小区列表，该列表包括邻居的宏基站及家庭基站的邻居小区信息；邻居小区列表中包括如下属性：邻居小区信息、小区的跟踪小区标识，及小区是否私有、是否可切换、是否有X2接口；所述宏基站的邻居小区信息包括相邻的宏基站和覆盖范围内家庭基站小区信息；所述家庭基站的邻居小区信息包括相邻的家庭基站小区信息以及家庭基站所在宏基站小区信息。本发明可减少信令开销，提高切换性能。

Description

蜂窝通信系统及其小区过滤方法

技术领域

本发明属于无线通讯技术领域，涉及一种小区过滤方法，尤其涉及一种蜂窝通信系统的小区过滤方法；本发明还涉及上述蜂窝通信系统。

背景技术

在全球多数地区，新型网络将部署于较高的频带，而高频比低频的穿透性差，因此，家庭基站将是一种有吸引力的方法。家庭基站是一种用户住宅蜂窝接入点，适用于家庭和办公室环境。它通过用户的宽带连接(如，DSL)接入移动运营商的核心网络，可以弥补较弱的室内信号和提供网络所要求达到的带宽。家庭基站可以为在家中发起的呼叫和连接提供高质量的语音、最佳的数据速率以及更便宜的资费。家庭基站能为发起的绝大多数移动呼叫提供最佳的覆盖率，还能为回传网络的容量提供指数式增长。

在宏基站覆盖区域内可以采用家庭基站来提高覆盖和提供更好质量的服务。家庭基站可以为闭合签约用户群(Close Subscriber Group，CSG)和其成员提供服务，CSG可以是一个家庭或邻近地理位置的可以接入家庭基站的任何用户。有的CSG小区是闭合式接入，仅为一组授权用户提供接入服务；而有的CSG小区是开放接入的，可为所有的用户提供接入服务。它不是真正的CSG家庭基站，对于终端来说可能类似于一个宏基站。如果考虑特殊覆盖需求，一个区域内可以有一个或多个CSG小区。一个CSG小区可以是一个家庭基站用来提供LTE服务，也可以一个家庭基站提供WCDMA或其它传统3GPP无线接入服务。用户可以是个人或一个团体，可以在需要的区域内使用家庭基站获得需要的服务，并在终端中保存一个所有可以接入CSG小区的白名单。

3GPP已经对家庭基站进行了一些研究，但家庭基站的应用仍然可能对未来新型网络的相关工作带来挑战。在家庭基站之间的接入控制和平滑切换是一个关键。而接入控制和切换中都需要终端进行测量报告判决，在家庭基站密集的区域，如大学校园或住宅小区等需要热点覆盖的区域，终端需要测量的小区数目比较多。目前，研究只在宏基站之间维护一个邻居小区列表，且该列表由网络的ANR(Automatic Neighbor Relation)功能创建并维护。对于家庭基站存在的情况下，并没有将家庭基站加入邻居小区列表，且家庭基站本身也没有邻居小区列表，因此，终端在宏基站之间和在家庭基站与宏基站间的移动不能依赖于邻居小区列表，这将使得终端测量所有可接入和禁止接入的小区，浪费终端的测量资源和功率消耗。如果家庭基站分布的密度非常大，终端搜索周围的所有小区将带来非常大的信令开销，而且可能导致切换延迟增加，降低切换性能。尤其是当终端以空闲模式在网络中漫游时，可能会不停地搜寻小区。因此，为减少系统信令开销和节约终端功率容量，应尽量减少终端对CSG小区测量的信息量，尤其是对终端不能接入的特定小区的测量。

另一方面，随着用户业务的需求，公共区域和家庭部署的家庭基站的数目将不断增加，要使得终端的CSG白名单包含所有可接入CSG小区CSG ID，这对终端来说将是一个很大的负担，况且实际上包含所有的可接入CSG小区是很难的。如果终端进入一个CSG小区，该小区的CSG ID不在终端的白名单内，使得终端的白名单过滤后的候选小区名单为空，则可能导致接入或切换失败，从而导致掉话或服务质量下降。

虽然不使用邻居小区列表的优点是可以减少系统信息负载和无线网络规划，但是采用终端来搜索小区并报告给网络，其代价是将带来不必要的信令增加和终端的负担。随之而来的是，终端设备的复杂度和网络边界问题的增加。而且由终端选择的目标小区并不一定是最佳目标小区，将导致切换问题的降低。

切换性能的降低是由于终端选择的目标小区并不一定是进行切换的最佳目标小区。不成功的切换可能是目标小区的负载太高、高干扰水平或硬件问题等导致的，这将降低网络的性能。而通过本发明的邻居列表方法，在宏基站和家庭基站中维护邻居信息，在切换之前可以通过源小区检查一下目标小区的某些条件(如，检验目标小区的负载)，选择合适的目标小区。

空中接口间不必要的信令开销体现在：某些邻居小区从切换性能来说是坏小区，而终端不断尝试接入，可能导致终端不停地把这些小区的信息报告给网络，导致不必要的信令开销。

增加终端负载和复杂度体现在：如果终端事先没有任何邻居小区的信息，终端将搜索周围所有小区的信息包括那些限制终端接入的小区信息，并通过终端测量读取所有小区系统信息内容，以辨别该小区是公共小区的还是私有小区，增加了终端的负担和复杂度。在这种情况下，需要能够限制终端只测量某些小区，例如，通过邻居列表指示终端需要测量的小区。在边界场景下，终端可能不能区分来自不同操作者的小区，在这种情况下终端没必要报告这些小区信息。而且需要终端维护所有可以接入的CSG ID白名单，而未来CSG小区的数目很庞大，在公共区域(如，机场，商场)部署的家庭基站，都是终端可以接入的CSG小区，则终端维护的CSG数目将很大，进一步增加了终端的负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种蜂窝通信系统小区过滤方法，可减少信令开销，提高切换性能。

此外，本发明还提供上述蜂窝通信系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种蜂窝通信系统的小区过滤方法，所述通信系统包括用户设备和多种基站设备，基站设备包括宏基站、微基站、家庭基站；在宏基站中及家庭基站中建立邻居小区列表，该列表包括邻居的宏基站及家庭基站的邻居小区信息；邻居小区列表中包括如下属性：邻居小区信息、小区的跟踪小区标识，及小区是否私有、是否可切换、是否有X2接口(基站和基站之间的接口)；所述宏基站的邻居小区信息包括相邻的宏基站和覆盖范围内家庭基站小区信息；所述家庭基站的邻居小区信息包括相邻的家庭基站小区信息以及家庭基站所在宏基站小区信息。

作为本发明的一种优选方案，该方法包括过滤步骤：根据所述邻居小区列表的信息过滤掉不适合对应终端接入的小区信息。

作为本发明的一种优选方案，当在移动通信系统中执行硬切换或小区重选时，终端所在的宏基站及家庭基站将向终端报告邻居小区列表，所述邻居小区列表根据所述邻居小区列表的信息过滤掉不适合对应终端接入的小区信息。

作为本发明的一种优选方案，所述过滤步骤包括：跟踪小区过滤、接入许可过滤、切换许可过滤。

作为本发明的一种优选方案，所述跟踪小区过滤包括，所述跟踪小区过滤通过所述终端所在跟踪小区标识，来执行过滤处理，以产生跟踪小区过滤的小区邻居列表，使得包括在所述邻居小区列表中的邻居小区所在的跟踪区域为终端所在的跟踪区域。

作为本发明的一种优选方案，所述跟踪小区包括宏基站跟踪小区和CSG跟踪小区，按照设定规则划分、命名和分配标识号，一个CSG小区有一个或多个CSG跟踪小区。

作为本发明的一种优选方案，所述接入许可过滤包括，所述接入许可过滤通过所述切换许可过滤的邻居小区列表中的邻居小区的私有属性，将带有私有标志的小区执行过滤处理，以产生接入过滤的邻居小区列表，使得所在邻居小区列表中的邻居小区为公共小区和终端授权接入的小区。

作为本发明的一种优选方案，将带有私有标志的小区执行过滤处理，包括将带有私有标志且终端中没有该小区ID的CSG小区过滤掉。

作为本发明的一种优选方案，所述终端中小区ID包括，终端设备中保存的可以认证接入的私有CSG小区ID。

作为本发明的一种优选方案，所述切换许可过滤包括，所述切换过滤通过所述跟踪小区过滤的邻居小区列表中的邻居小区的切换属性，将带有No HO标志的小区执行过滤处理，以产生切换过滤的邻居小区列表，使得包括在所述邻居小区列表中的邻居小区的不带有No HO标志；其中所述No HO标志为“不能被切换或重选”标志。

一种蜂窝通信系统，包括用户设备和多种基站设备，基站设备包括宏基站、微基站、家庭基站。

作为本发明的一种优选方案，在宏基站中及家庭基站中建立邻居小区列表，该列表包括邻居的宏基站及家庭基站的邻居小区信息；邻居小区列表中包括邻居小区信息、小区的跟踪小区标识，及小区是否私有、是否可切换、是否有X2接口；所述宏基站的邻居小区信息包括相邻的宏基站和覆盖范围内家庭基站小区信息；所述家庭基站的邻居小区信息包括相邻的家庭基站小区信息以及家庭基站所在宏基站小区信息。

本发明的有益效果在于：本发明在包括宏基站和家庭基站的场景下，用户可以接入公共的家庭基站和授权其接入的私有家庭基站。本发明通过宏基站中和在家庭基站中建立邻居小区信息列表，并对邻居列表的过滤，为终端提供合适的邻居小区的相关信息，使得终端避免测量和报告一些不能或不适合接入小区的信息，以减少终端测量，在某种程度上控制了信令开销，提高切换性能。本发明可减少终端的测量信息量和测量时间，否则，复杂的邻区关系、过长的目标小区列表和更长的测量时间，将导致更大时延和服务质量的损失。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

图2为实施例中移动通信系统的结构示意图。

图3为实施例中终端的结构示意图。

图4为实施例中邻居小区列表过滤步骤的流程图。

图5为实施例中基站的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

本发明可以应用于宽带通信网络或特殊的无线通信网络中，尤其是UMTS、UTRAN、LTE或E-UTRAN网络中的切换和接入以及家庭基站远程激活场景中。

本发明通过在宏基站中和在家庭基站中建立邻居小区信息列表，并对邻居列表的过滤，为终端提供合适邻居小区的相关信息，使得终端避免测量和报告一些不能或不适合接入小区的信息，以减少终端测量，在某种程度上减少了信令开销，提高切换性能。

在本发明中，每个宏基站具有一个宏跟踪小区(MTA，Macro Tracing Area)，其范围为宏基站的覆盖范围。在宏基站覆盖范围内的CSG小区具有唯一的标识，多个CSG小区可以属于一个CSG跟踪小区，且一个CSG小区可以属于多个跟踪小区，本发明邻居小区列表根据小区是否对所有用户开放或小区容量等定义小区属性，小区属性由操作维护中心管理。本发明的终端的中只需要保存可以认证接入的私有CSG小区ID，一般为家庭和办公室中的CSG小区，数量极少。

宏基站/家庭基站在其维护的邻居小区列表中选择和终端的跟踪小区标识相同的CSG跟踪小区标识入口，然后通过邻居列表中小区的私有和切换属性以及终端中保存的可以认证接入的私有CSG小区列表对该TTAI(Target Tracing AreaIdentity)区域内的邻居小区列表进行过滤，首先过滤掉邻居列表中带有Private且终端中没有该小区ID的CSG小区，然后过滤带有No HO(不能被切换或重选)指示的小区，产生经过过滤的邻居小区列表，使只有适合终端的邻居小区信息被保留在邻居小区列表中，使得终端不用测量限制终端接入的私有小区和超负载小区。此外，终端在RRC_IDLE模式移动时，进行小区重选也不选择这些小区，流程如图1所示。

本发明的宏基站和家庭基站中的邻居小区列表可以由网络的ANR(Automatic Neighbor Relation)功能根据操作系统定义创建并维护，邻居小区列表信息可以通过SI(System Information)或专用模式传输。虽然只需发送部分邻居小区列表信息，如果通过SI发送，尽管没有传统的NCL(NetworkConnection Link)高，也会增加SI负载。另外一种实现方法是由专用的RRC(Radio Resource Control)信令传输。该邻居小区列表可用于频内/频间和不同无线接入技术间的测量。因此，该邻居小区列表方法为网络操作者提供一定的信令控制和目标小区切换的能力，可以一定程度上避免切换性能降低、信令开销以及终端的负担和功率消耗。

实施例二

图2是用于实现本发明实施例的移动通信系统的示意结构框图。该无线通信系统包括宏基站、家庭基站、核心网络、移动管理实体/网关和无线用户设备。一个宏基站内可以有多个家庭基站，它们通过DSL等方式与家庭基站网关相连；本发明实施例并不局限于图2的结构。

多个CSG小区可以属于一个跟踪小区(TA)，和周围的宏蜂窝不同，这样的跟踪小区可以称为CSG TA(可以参考U.S.专利Ser.No.12/044,491文档)，周围的宏蜂窝相对较大(如，最少覆盖几公里)，采用宏基站覆盖。家庭基站一般在家庭、公司或咖啡馆等的小范围覆盖。在本发明实施例中，宏基站覆盖范围内的CSG小区具有唯一的标识。

本发明实施例在宏基站和家庭基站中建立邻居小区信息列表，并通过对邻居列表的过滤，为终端提供合适的邻居小区的相关信息，可以使得终端避免测量和报告一些不能或不适合接入的小区的信息，减少终端测量，在某种程度上控制了信令开销，提高切换性能。

在本实施例中，每个宏基站具有一个宏跟踪小区，其范围为宏基站的覆盖范围，并由系统定义一个跟踪小区标识。且宏基站覆盖范围内的CSG小区具有唯一的标识，多个CSG小区可以属于一个CSG跟踪小区，一个CSG小区可以属于多个跟踪小区，并为每个CSG小区定义一个跟踪小区标识。本发明邻居小区列表根据小区是否对所有用户开放或小区容量等定义小区属性，小区属性由操作维护中心管理。

邻居小区列表还可以作为一个表格存储在宏基站和家庭基站中，其内容如表1所示。每个邻居关系中包含一个本地小区标识(LCI，Local Cell Identifier)为本地宏基站或家庭基站标识；以及目的跟踪小区标识(TTAI，Target Trace AreaIdentifier)，对于宏基站节点，TTAI包括其邻居宏基站跟踪小区标识号和本宏基站覆盖范围内的所有CSG跟踪小区标识，对于家庭基站，其TTAI包括其所在CSG跟踪小区标识号和所在宏基站跟踪小区标识号，一个家庭基站可以属于多个CSG跟踪小区。一个目的小区标识(TCI，Target Cell Identifier)为特定跟踪小区内的CSG小区或宏基站小区的标识号。Private标识(私有标识)指示该CSG小区为私有接入小区，只有特定的终端才能接入，No HO标识表示该小区不能被切换或重选，No X2标识表明是否有X2接口。受限邻居小区列表可以通过3GPP中定义ANR功能来收集和维护。终端中只需要保存自己可以认证接入的封闭式CSG小区列表，一般为家庭和办公室中的CSG小区数量极少。

表1邻居小区关系表

终端中只需要保存可以认证接入的私有CSG小区ID，数量极少，一般为家庭和办公室中的CSG小区。本实施例的终端结构如图3所示，终端将可以认证接入的私有CSG小区ID保存在特殊邻居小区列表中，特殊邻居列表可以存储于终端存储器中。

本发明实施例的邻居小区列表过滤流程如图4所示：

宏基站/家庭基站首先在小区列表中选择和终端的跟踪小区标识相同的目的跟踪小区(TTAI)标识入口，然后通过邻居列表中的是否私有和能否切换属性、和终端中保存的可以认证接入的私有CSG小区列表，对该TTAI区域内的小区列表进行过滤。首先过滤掉邻居列表中带有Private且终端中没有该小区ID的CSG小区，然后过滤带有No HO指示的小区，产生经过过滤的小区邻居列表，使得只有适合的邻居小区信息被保留在邻居小区列表中。使得终端不用测量限制终端接入封闭式小区和超负载小区并报告给网络。本发明实施例所定义的过滤处理器具有该功能。此外，终端在RRC_IDLE模式移动时，进行小区重选也不选择这些小区。

本发明实施例的基站(宏基站/家庭基站)结构如图5所示。将宏基站/家庭基站的邻居小区列表保存在其存储器中，当需要终端测量时，终端将其特殊邻居小区列表发送给宏基站/家庭基站，经过过滤处理器过滤，得到适合终端的邻居小区信息列表，并发送给终端。

宏基站和家庭基站中的邻居小区列表可以由网络的ANR功能根据操作系统定义创建并维护，邻居小区列表信息可以通过SI或专用模式传输。虽然只需发送部分邻居小区列表信息，如果通过SI发送，则会增加SI负载尽管没有传统的NCL高。另外一种实现方法是由专用的无线资源控制信令传输。该邻居小区列表可用于频内/频间和不同无线接入技术间的测量。因此，该邻居小区列表方法为网络操作者提供一定的信令控制和目标小区切换的能力，可以一定程度上避免切换性能降低、信令开销以及终端的负担。

如果用于切换中，则可以使终端所需要的切换测量时间减少，测量工作量减少，切换时延也就相应减少，所以切换掉话率随之下降。另外，由于需要监测的相邻小区数目减少，因而也相应的减少了终端、基站和无线网络控制器之间的信令交互，缩短了终端测量的时间，减轻了网络的负荷。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其他变形和改变。

Claims (10)

1.一种蜂窝通信系统的小区过滤方法，其特征在于：

所述通信系统包括用户设备和多种基站设备，基站设备包括宏基站、微基站、家庭基站；

在宏基站中及家庭基站中建立邻居小区列表，该列表包括邻居的宏基站及家庭基站的邻居小区信息；

邻居小区列表中包括如下属性：邻居小区信息、小区的跟踪小区标识，及小区是否私有、是否可切换、是否有X2接口；

所述宏基站的邻居小区信息包括相邻的宏基站和覆盖范围内家庭基站小区信息；

所述家庭基站的邻居小区信息包括相邻的家庭基站小区信息以及家庭基站所在宏基站小区信息；

该方法包括过滤步骤：根据所述邻居小区列表的信息过滤掉不适合对应终端接入的小区信息；

邻居小区列表过滤流程如下：

宏基站/家庭基站首先在邻居小区列表中选择和终端的跟踪小区标识相同的目的跟踪小区标识入口，然后通过邻居小区列表中的是否私有和能否切换属性、和终端中保存的可以认证接入的封闭式CSG邻居小区列表，对该目的跟踪小区标识TTAI区域内的邻居小区列表进行过滤；

首先过滤掉邻居小区列表中带有Private且终端中没有该小区ID的闭合签约用户群CSG小区，然后过滤带有不能被切换或重选No HO指示的小区，产生经过过滤的邻居小区列表，使得只有适合的邻居小区信息被保留在邻居小区列表中；使得终端不用测量限制终端接入封闭式小区和超负载小区并报告给网络。

2.根据权利要求1所述的蜂窝通信系统的小区过滤方法，其特征在于：

当在移动通信系统中执行硬切换或小区重选时，终端所在的宏基站及家庭基站将向终端报告邻居小区列表，所述邻居小区列表根据所述邻居小区列表的信息过滤掉不适合对应终端接入的小区信息。

3.根据权利要求1或2所述的蜂窝通信系统的小区过滤方法，其特征在于：

所述过滤步骤包括：跟踪小区过滤、接入许可过滤、切换许可过滤。

4.根据权利要求3所述的蜂窝通信系统的小区过滤方法，其特征在于：

所述跟踪小区过滤包括，所述跟踪小区过滤通过所述终端所在跟踪小区标识，来执行过滤处理，以产生跟踪小区过滤的邻居小区列表，使得包括在所述邻居小区列表中的邻居小区所在的跟踪区域为终端所在的跟踪区域。

5.根据权利要求4所述的蜂窝通信系统的小区过滤方法，其特征在于：

所述跟踪小区包括宏基站跟踪小区和CSG跟踪小区，按照设定规则划分、命名和分配标识号，一个CSG小区有一个或多个CSG跟踪小区。

6.根据权利要求3所述的蜂窝通信系统的小区过滤方法，其特征在于：

所述接入许可过滤包括，所述接入许可过滤通过所述切换许可过滤的邻居小区列表中的邻居小区的私有属性，将带有私有标志的小区执行过滤处理，以产生接入过滤的邻居小区列表，使得所在邻居小区列表中的邻居小区为公共小区和终端授权接入的小区。

7.根据权利要求6所述的蜂窝通信系统的小区过滤方法，其特征在于：

将带有私有标志的小区执行过滤处理，包括将带有私有标志且终端中没有该小区ID的CSG小区过滤掉。

8.根据权利要求7所述的蜂窝通信系统的小区过滤方法，其特征在于：

所述终端中小区ID包括，终端设备中保存的可以认证接入的私有CSG小区ID。

9.根据权利要求3所述的蜂窝通信系统的小区过滤方法，其特征在于：

所述切换许可过滤包括，切换过滤通过所述跟踪小区过滤的邻居小区列表中的邻居小区的切换属性，将带有No HO标志的小区执行过滤处理，以产生切换过滤的邻居小区列表，使得包括在所述邻居小区列表中的邻居小区不带有No HO标志；

其中所述No HO标志为“不能被切换或重选”标志。

10.一种蜂窝通信系统，其特征在于：包括用户设备和多种基站设备，基站设备包括宏基站、微基站、家庭基站；

所述通信系统包括用户设备和多种基站设备，基站设备包括宏基站、微基站、家庭基站；

在宏基站中及家庭基站中建立邻居小区列表，该列表包括邻居的宏基站及家庭基站的邻居小区信息；

邻居小区列表中包括如下属性：邻居小区信息、小区的跟踪小区标识，及小区是否私有、是否可切换、是否有X2接口；

所述宏基站的邻居小区信息包括相邻的宏基站和覆盖范围内家庭基站小区信息；

所述家庭基站的邻居小区信息包括相邻的家庭基站小区信息以及家庭基站所在宏基站小区信息；

该系统的小区过滤方法包括过滤步骤：根据所述邻居小区列表的信息过滤掉不适合对应终端接入的小区信息；

邻居小区列表过滤流程如下：

宏基站/家庭基站首先在邻居小区列表中选择和终端的跟踪小区标识相同的目的跟踪小区标识入口，然后通过邻居小区列表中的是否私有和能否切换属性、和终端中保存的可以认证接入的封闭式CSG邻居小区列表，对该目的跟踪小区标识TTAI区域内的邻居小区列表进行过滤；

首先过滤掉邻居小区列表中带有Private且终端中没有该小区ID的闭合签约用户群CSG小区，然后过滤带有不能被切换或重选No HO指示的小区，产生经过过滤的邻居小区列表，使得只有适合的邻居小区信息被保留在邻居小区列表中；使得终端不用测量限制终端接入封闭式小区和超负载小区并报告给网络。

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